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一种3D打印件的后处理方法

2021-02-11 15:56:55

一种3D打印件的后处理方法

  技术领域

  本发明涉及3D打印技术领域,尤其是一种3D打印件的后处理方法。

  背景技术

  3D打印是一种运用塑料、金属、无机非金属材料等可粘合材料,以数字模拟文件为基础,利用逐层打印方式来构造零件物的快速成型技术。目前,在现有技术中,常用的成熟快速成型工艺有立体平版印刷(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积造型(FDM)、数字光处理(DLP)和熔丝制造(FFF)等,SLA、SLS制作的快速原型虽然具有较好的精度和表面粗糙度,但强度较低,机器和材料的价格均高。因此对于质量要求高的产品零件,常常采用二次复模方法。FDM因其成本低、强度较好、无毒气和无化学污染而被广泛采用。FDM采用计算机控制喷头做水平运动,将加热的热塑性材料从喷头里挤出来,在温度低于材料熔点的成型室工作台上,迅速形成一层薄片轮廓截面,然后工作台下降一定高度(即层厚),喷头继续挤出热塑性材料,这样逐层堆积,最终堆积成三维产品零件。但从FDM成型工艺过程来看,目前成型件存在以下几方面的误差:1、层与层之间堆砌痕迹明显。2、成型堆积过程中的制造误差。3、结构强度较差。因此,需要通过后处理工艺提高工件的性能。现有的3D打印件后处理工艺中,喷丸处理和数控机床二次加工的设备复杂,步骤繁琐,树脂表面喷涂只是改善了外观,结构的强度并不能得到显著提高。

  发明内容

  本发明要解决的技术问题是提供一种3D打印件的后处理方法,能够解决现有技术的不足,操作方便,可以有效提高3D打印件的表面光滑度和结构强度。

  为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下。

  一种3D打印件的后处理方法,包括以下步骤:

  A、配置喷涂溶液;

  将15~25份的碳纳米管、5~10份的聚丙烯酸酯、3~5份的松油醇、6~10份的聚乙二醇和80~100份的溴苯进行混合,然后加热至50~60℃,持续搅拌20~30min;

  B、将喷涂溶液注入喷涂装置内,将待处理的3D打印件置于喷涂装置内,使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3D打印件表面,喷涂的同时进行辐照加热。

  作为优选,步骤A中,将20份的碳纳米管、6份的聚丙烯酸酯、5份的松油醇、7份的聚乙二醇和100份的溴苯进行混合,然后加热至50℃,持续搅拌30min。

  作为优选,步骤B中,喷涂溶液在3D打印件表面的喷涂厚度为100~150μm。

  作为优选,所述喷涂装置包括机壳,机壳内安装有旋转托盘,旋转托盘通过电机驱动旋转,机壳的一侧通过第一气缸安装有喷涂头,机壳的另一侧通过第二气缸对称安装有两个挡板,挡板内侧开设有若干个排风孔,排风孔与排风管连接,两个挡板之间安装有辐照加热器,喷涂头与储料罐连接。

  作为优选,所述喷涂头包括两列对称设置的通孔,通孔的外侧边缘设置有缺口,通孔的外侧固定有弧形导流板,弧形导流板上设置有若干个相互平行的导流通槽,两列通孔之间固定有金属网板。

  作为优选,所述缺口中间设置有凹槽,凹槽的深度由靠近通孔的一端向远离通孔的一端逐渐增加。

  采用上述技术方案所带来的有益效果在于:本发明采用碳纳米管对3D打印工件进行表面后处理,操作简便、处理后的表面光滑度和结构强度均明显提高。本发明采用喷涂和烘干同步进行的方式,可以有效提高涂层的干燥均匀度和速度。为此,本发明专门设计了转用的喷涂装置。此喷涂装置采用喷涂、烘干对向设置的结构,在工件自转过程中实现喷涂和烘干。溶液通过通孔喷出,通孔外侧的缺口可以加大通孔外侧的喷射量,从而在弧形导流板的导向作用和排风孔的吸引作用下,实现对工件侧向的喷涂,金属网板用于提高工件正面喷涂过程中溶液分布的均匀度,通过“侧向喷涂+正面喷涂”的方式,可以有效提高喷涂范围,提高喷涂均匀度。挡板用于阻挡和收集向外飘散的溶液液滴,并通过排风孔及时收集,避免喷涂溶液污染辐照加热器。缺口中间的凹槽可以加大溶液侧向喷射的角度范围。

  附图说明

  图1是本发明中喷涂装置的结构图。

  图2是本发明中喷涂头的俯视图。

  图中:1、机壳;2、旋转托盘;3、电机;4、第一气缸;5、喷涂头;6、第二气缸;7、挡板;8、排风孔;9、排风管;10、辐照加热器;11、通孔;12、缺口;13、弧形导流板;14、导流通槽;15、金属网板;16、凹槽;17、扩口;18、储料罐。

  具体实施方式

  本发明一个具体实施方式包括以下步骤:

  A、配置喷涂溶液;

  将20份的碳纳米管、6份的聚丙烯酸酯、5份的松油醇、7份的聚乙二醇和100份的溴苯进行混合,然后加热至50℃,持续搅拌30min;

  B、将喷涂溶液注入喷涂装置内,将待处理的3D打印件置于喷涂装置内,使用喷涂装置将喷涂溶液均匀喷涂在3D打印件表面,喷涂的同时进行辐照加热;喷涂溶液在3D打印件表面的喷涂厚度为100~150μm。

  参照图1-2,所述喷涂装置包括机壳1,机壳1内安装有旋转托盘2,旋转托盘2通过电机3驱动旋转,机壳1的一侧通过第一气缸4安装有喷涂头5,机壳1的另一侧通过第二气缸6对称安装有两个挡板7,挡板7内侧开设有若干个排风孔8,排风孔8与排风管9连接,两个挡板7之间安装有辐照加热器10,喷涂头5与储料罐18连接。所述喷涂头5包括两列对称设置的通孔11,通孔11的外侧边缘设置有缺口12,通孔11的外侧固定有弧形导流板13,弧形导流板13上设置有若干个相互平行的导流通槽14,两列通孔11之间固定有金属网板15。所述缺口12中间设置有凹槽16,凹槽16的深度由靠近通孔11的一端向远离通孔11的一端逐渐增加。

  另外,导流通槽14的出口端设置有扩口17,扩口17的厚度小于导流通槽14的厚度。喷涂溶液在经过缺口12扩大喷射角度之后,可以在充分利用导流槽通14的宽度,并在扩口17处产生足够的喷射流速,从而进一步提高工件侧向喷涂的覆盖面积。

  以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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